16G内存 Tomcat并发优化、内存配置、垃圾回收、宕机预防

Java 发表评论

Tomcat并发优化、内存配置、垃圾回收、宕机预防

目录

 

 

序言

这几天系统问题层出不穷,服务器并发性差、tomcat内存溢出、假死宕机、网络阻塞,搞得我好不难受,寝食难安。但是经过高人指点、网络资料,再加上实践运行测试,系统逐渐稳定下来,性能也提升了不少,轻松之余,为大家分享我的经历,希望大家能够有所收获。

一、Tomcat并发优化

tomcat并发量与其配置息息相关,一般的机器几百的并发量足矣,如果设置太高可能引发各种问题,内存、网络等问题也能在高并发下暴露出来,因此,配置参数的设置非常重要。

(1) tomcat并发参数

  1. maxThreads:最大的并发请求数,当cpu利用率高的时候,不宜增加线程的个数,当cpu利用率不高,大部分是io阻塞类的操作时,可以适当增加该值。
  2. maxSpareThreads:Tomcat连接器的最大空闲 socket 线程数
  3. acceptCount:当处理任务的线程数达到最大时,接受排队的请求个数
  4. connectionTimeout:网络连接超时,单位毫秒
  5. enableLookups:若为false则不进行DNS查询,提高业务能力应设置为false
  6. disableUploadTimeout:若为true则禁用上传超时

      以上是一些比较常用的参数,Tomcat中server.xml配置详解 会有更加详细的介绍。

(2) tomcat并发配置

    在conf下的server.xml文件中<Connector>节点进行配置
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
         connectionTimeout="30000"
         redirectPort="8443"
         maxThreads="400"
         minSpareThreads="50"
         maxSpareThreads="200"
         acceptCount="400"
         enableLookups="false"
         disableUploadTimeout="true"     />
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11

二、Tomcat内存配置

tomcat一般都有默认的内存大小,其默认值对整个物理内存来说非常小,如果不配置tomcat的内存,会大大浪费服务器的资源,验证影响系统的性能,所以对tomcat的内存配置对用户量比较大的系统尤为重要。

(1) tomcat内存参数

  1. -server:一定要作为第一个参数,在多个CPU时性能佳
  2. Xms:java Heap初始大小。 默认是物理内存的1/64。
  3. -Xmx:java heap最大值。建议均设为物理内存的一半。不可超过物理内存。
  4. -XX:PermSize:设定内存的永久保存区初始大小。缺省值为64M。
  5. -XX:MaxPermSize:设定内存的永久保存区最大 大小。缺省值为64M。
  6. -Xmn:young generation(年轻代)的heap大小。一般设置为Xmx的3、4分之一

(2) tomcat内存配置

     在bin下的catalina.bat文件中echo Using CATALINA_BASE:   "%CATALINA_BASE%"的前一行加入如下代码。
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms8192m -Xmx8192m -Xmn1890m 
  • 1
  • 2
  • 3

三、Tomcat垃圾回收

垃圾回收(gc)机制非常重要,有时系统会因为内存没有及时回收导致内存溢出,或是内存饱和出现无法响应用户请求的情况,这就要要求我们对空闲内存进行清理,以确保系统正常运行,tomcat GC的最佳配置是确保系统正常运行的关键。

(1) JVM中对象的划分及管理

JVM根据运行于其中的对象的生存时间大致的分为3种。并且将这3种不同的对象分别存放在JVM从系统分配到的不同的内存空间。这种对象存放空间的管理方式叫做Generation管理方式。

  1. Young Generation(年轻代):用于存放“早逝”对象(即瞬时对象)。例如:在创建对象时或者调用方法时使用的临时对象或局部变量。
  2. Tenured Generation(年老代):用于存放“驻留”对象(即较长时间被引用的对象)。往往体现为一个大型程序中的全局对象或长时间被使用的对象。
  3. Perm Generation(永久保存区域):用于存放“永久”对象。这些对象管理着运行于JVM中的类和方法。

(2) jvm垃圾搜集参数

  1. -verbose:gc:显示垃圾收集信息(在虚拟机发生内存回收时在输出设备显示信息)
  2. UseConcMarkSweepGC:开启此参数使用ParNew & CMS(serial old为替补)搜集器
  3. MaxTenuringThreshold:晋升老年代的最大年龄。默认为15,比如设为10,则对象在10次普通GC后将会被放入年老代。
  4. -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent:System.gc()可以与应用程序并发执行。
  5. GCTimeRatio:设置系统的吞吐量。比如设为99,则GC时间比为1/1+99=1%,也就是要求吞吐量为99%。若无法满足会缩小新生代大小。
  6. CMSInitiatingOccupancyFraction:触发CMS收集器的内存比例。比如60%的意思就是说,当内存达到60%,就会开始进行CMS并发收集。
  7. CMSFullGCsBeforeCompaction:设置在几次CMS垃圾收集后,触发一次内存整理。
  8. -Xnoclassgc:禁用类垃圾回收,性能会高一点;
  9. -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=N:官方解释是:Soft reference在虚拟机中比在客户集中存活的更长一些。其清除频率可以用命令行参数 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=来控制,这可以指定每兆堆空闲空间的 soft reference 保持存活(一旦它不强可达了)的毫秒数,这意味着每兆堆中的空闲空间中的 soft reference 会(在最后一个强引用被回收之后)存活1秒钟。注意,这是一个近似的值,因为 soft reference 只会在垃圾回收时才会被清除,而垃圾回收并不总在发生。系统默认为一秒。

      以上是一些基本的参数配置,通过JVM内存管理——垃圾搜集器参数精解查看更详细的配置,通过Tomcat中Java垃圾收集调优查看原理

(3) tomcat垃圾搜集配置

tomcat的垃圾搜集是和内存设置一起配置的,内存和gc的设置也不是越大越好,良好的比例可以使你的系统性能提升一般甚至更多,下面是tomcat7 ,服务器物理内存16g的标准配置

在bin下的catalina.bat文件中echo Using CATALINA_BASE:   "%CATALINA_BASE%"的前一行加入如下代码。
  • 1
  • 2

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS%
-server -Xms8192m -Xmx8192m -Xmn1890m -verbose:gc
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:MaxTenuringThreshold=5 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -XX:GCTimeRatio=19 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -Xnoclassgc -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0

    *要把以上代码写在一行才能生效。* 
  • 1
  • 2

配置后系统的jvm内存运行状况如下:
这里写图片描述

可以看到系统在内存到达2g后就会回收空闲内存,基本不会发生溢出的情况,8g的最大内存最高才用了2g,说明系统的性能还是很优越的,用户数再增加也能在一定程度上保证系统稳定性。

四、Tomcat宕机预防

tomcat在运行一段时间后,出现无法访问的情况,检查内存完全正常,查看服务器端口发现大量close_wait,导致网络阻塞,以至于无法响应无法的请求,这就是tomcat最经常发生的宕机假死现象。

(1) TCP端口状态

  1. LISTENING状态
    FTP服务启动后首先处于侦听(LISTENING)状态。
  2. ESTABLISHED状态
    ESTABLISHED的意思是建立连接。表示两台机器正在通信。
  3. CLOSE_WAIT
    对方主动关闭连接或者网络异常导致连接中断,这时我方的状态会变成CLOSE_WAIT 此时我方要调用close()来使得连接正确关闭。
  4. TIME_WAIT
    我方主动调用close()断开连接,收到对方确认后状态变为TIME_WAIT。TCP协议规定TIME_WAIT状态会一直持续2MSL(即两倍的分段最大生存期),以此来确保旧的连接状态不会对新连接产生影响。处于TIME_WAIT状态的连接占用的资源不会被内核释放,所以作为服务器,在可能的情况下,尽量不要主动断开连接,以减少TIME_WAIT状态造成的资源浪费。

      更详细的TCP端口状态请参考TCP端口状态说明

(2) Windows系统下的TCP参数

  1. KeepAliveTime
      KeepAliveTime的值控制系统尝试验证空闲连接是否仍然完好的频率。如果该连接在一段时间内没有活动,那么系统会发送保持连接的信号,如果网络正常并且接收方是活动的,它就会响应。如果需要对丢失接收方的情况敏感,也就是说需要更快地发现是否丢失了接收方,请考虑减小该值。而如果长期不活动的空闲连接的出现次数较多,但丢失接收方的情况出现较少,那么可能需要增大该值以减少开销。
      缺省情况下,如果空闲连接在7200000毫秒(2小时)内没有活动,系统就会发送保持连接的消息。
  2. KeepAliveInterval
      KeepAliveInterval的值表示未收到另一方对“保持连接”信号的响应时,系统重复发送“保持连接”信号的频率。在无任何响应的情况下,连续发送“保持连接”信号的次数超过TcpMaxDataRetransmissions(下文将介绍)的值时,将放弃该连接。如果网络环境较差,允许较长的响应时间,则考虑增大该值以减少开销;如果需要尽快验证是否已丢失接收方,则考虑减小该值或TcpMaxDataRetransmissions值。
      缺省情况下,在未收到响应而重新发送“保持连接”的信号之前,系统会等待1000毫秒(1秒)。
  3. KeepAliveInterval
      KeepAliveInterval的值表示未收到另一方对“保持连接”信号的响应时,系统重复发送“保持连接”信号的频率。在无任何响应的情况下,连续发送“保持连接”信号的次数超过TcpMaxDataRetransmissions(下文将介绍)的值时,将放弃该连接。如果网络环境较差,允许较长的响应时间,则考虑增大该值以减少开销;如果需要尽快验证是否已丢失接收方,则考虑减小该值或TcpMaxDataRetransmissions值。
      缺省情况下,在未收到响应而重新发送“保持连接”的信号之前,系统会等待1000毫秒(1秒)。

      更多系统参数请参考Windows系统下的TCP参数

(3) tomcat假死分析及预防

close_wait发生的原因是TCP连接没有调用关闭方法,需要应用来处理网络链接关闭,对于Web请求出现这个原因,经常是因为Response的BodyStream没有调用Close,除了调整代码外,可以调整windows系统参数解决tomcat假死问题

tomcat假死时利用netstat -ano查看端口现象如下:
这里写图片描述
KeepLive在Windows操作系统下默认是7200000毫秒,也就是2个小时才清理一次,对与大量close_wait情况下,可以减小其时间
在注册表的[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters]改动或创建以下项
“KeepAliveTime”=dword:afc8 (45000毫秒)
“KeepAliveInterval”=dword:1
“TcpMaxDataRetransmissions”=dword:”5″
情况会明显改善,但不保证大并发下服务器不会出现假死现象,毕竟代码的规范性也占很大比重。

五、结语

写了这么多我也累了,你们也看累了,更可恶的是中间写到一半网络不稳定,导致我写的东西许多都遗失,后面还是咬着牙写完了,现在还没吃饭,澡堂也关门了,哎,不过还是值得。你们能看到这里我也很荣幸,希望对你们有所帮助

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

昵称 *